Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

4. füzet - Bakonyi Péter: A jégtorlaszképződés numerikus modellezése

A jégtorlaszképzödés numerikus modellezése 549 Kedvezőtlen körülmények között a torlasz a fenékig is leérhet - ekkor jégdugó a neve - és teljesen lezárhatja a keresztszelvényt. A változó hidraulikai és geometriai viszonyoknak megfelelően jégdugó és jégtorlasz is előállhat egy keresztszelvényen belül. Mindezek a jelenségek szükségessé teszik, hogy a matematikai modellben néhány egyszerűsítő és korlátozó feltételt tegyünk. 1.1. Egyszerűsítő feltevések A jégtorlaszképződés szimulációjára készült modell hosszszelvényét az 1. ábrán mutatjuk be. A jégtorlasszal kapcsolatban az alábbi feltételezéseket tesszük : - a jégtorlasz a folyó egy általunk kijelölt meghatározott szelvényében keletkezik; - a jégtorlasz felvízi végének vastagsága megegyezik az ott pillanatnyilag érvényes hidraulikai viszonyokhoz tartozó egyensúlyi vastagságával; - a jégtorlasz vastagsága a keresztszelvényen belül nem változik ; - a jégtorlasz rugalmas tulajdonságokat nem mutat és szabadon követi a vízfelszín változásait (azaz többlet nyomást nem gyakorol a vízfelszínre); - a jégtorlasz alvizében a vízfelszín jégmentes; - a jégtorlasz addig épül fel, amíg aláfordulás lehetséges, a további jégtáblák jégmezőt alkotnak; - a vízfolyás „széles"-nek tekinthető. A további korlátozó feltételeket az egyes jelenségeket leíró egyenletekkel együtt ismertetjük. 1. ábra. Különböző fedettségit folyószakaszok Рис. 1. Три типа характерных по шероховатости русла участков, встречающихся в зимний период на реках Fig 1. Different types of ice covers. Bild I

.Verschiedene Typen der Eisdecke 1.2. А пет permanens vízmozgást leíró egyenletek A jégtorlaszképződés következtében előálló árhullámok számítására a de SaintVenant-féle egyenleteket használjuk az alábbi formában : dO -dZ 2 ÔZ a. Q

2 dA ot"Q SA at'

О 8Q а" 50 Q « _ + — -f- —— = Q (2) dx gA

3 dx gA

2 ôt gA

2 dx gA 8t K

2 ahol Z - a vízszint [m]; Q - a vízhozam [m

3/s]; A - a nedvesített felület [m

2]; В - a tározási szélesség [m]; x - a folyásirányban mért hosszkoordináta [m]; t - az idő [s]; g - a nehézségi gyorsulás [m/s

2]; i/, а" - a diszperziós tényezők [-], (Kozák 1977). Ш.1704!!\ m Tisz

t

a Zajlas "vïifelule'f